CN104698738A - 光掩模坯料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了光掩模坯料，具体地提供了包含透明衬底和在透明衬底上沉积的含铬膜的光掩模坯料。该含铬膜包含至少一个CrC化合物层，其包含最高至50原子％Cr、至少25原子％O和/或N之和、和至少5原子％C。由该坯料制备具有在衬底上形成的光掩模图案的光掩模，该光掩模用于使用具有最高至250nm波长的曝光光形成具有最高至0.1μm线宽的抗蚀剂图案的光刻法。

Description

光掩模坯料

技术领域

本发明涉及用于形成光掩模的光掩模坯料。

背景技术

对于目标例如较高的运行速度和功耗的节省，对大规模集成电路的较高集成的挑战在继续。为了满足对于构造电路的布线图案的缩小和用于构造槽的层间连接的接触孔图案的缩小日益增加的需求，先进的半导体微加工技术变得重要。

先进的微加工技术依赖于使用光掩模的光刻法，其中作出各种改进例如浸没式曝光和改变的光照。如同曝光工具和抗蚀剂材料，光掩模是微型化技术的一个重要方面。为了获得如上所述能够提供精细尺寸的布线图案或精细尺寸的接触孔图案的光掩模，努力开发在光掩模上形成更精细和精确的图案的方法。

为了在光掩模衬底上形成较高精度的光掩模图案，首要的是在光掩模坯料上形成高精度的抗蚀剂图案。由于用于微加工半导体衬底的光刻法采用缩小投影(reduction projection)，在光掩模上形成的图案的尺寸为在半导体衬底上形成的图案的尺寸的约4倍，这并不意味着在光掩模上形成的图案精度因此放松。在曝光后以比在半导体衬底上形成的图案的精度更高的精度形成光掩模图案是相当有必要的。

目前，通过光刻法写在半导体衬底上的电路图案的尺寸远小于曝光光的波长。如果使用具有的图案为电路图案的仅4倍放大的光掩模进行缩小曝光，那么由于例如曝光光干涉的影响，没有准确地将光掩模图案传递到抗蚀剂膜。

超分辨率掩模解决了包括OPC掩模的问题，其中将所谓的光学邻近校正(OPC)(即用于校正该降低传递性质的光学邻近效应的技术)应用到光掩模和相移掩模，其引起相邻图案特征之间180°的相移。例如，在一些OPC掩模中，形成了具有的尺寸小于电路图案的一半的OPC图案(锤头、辅助条(assist bar)等)。相移掩模包括半色调、Levenson和无铬类型。

通常，光掩模图案通过以下方法形成：由在透明衬底上具有光屏蔽膜的光掩模坯料开始，在该光掩模坯料上形成光刻胶膜，将该光刻胶膜暴露于光或电子束以写入图案，以及使该光刻胶膜显影以形成光刻胶图案。然后，采用制作了光刻胶图案的掩模，刻蚀光屏蔽膜以形成光掩模的图案。为了获得精细的光掩模图案，出于如下原因减少光刻胶膜的厚度(即较薄的抗蚀剂膜)是有效的。

如果仅抗蚀剂图案缩小而不减少抗蚀剂膜的厚度，充当用于光屏蔽膜的刻蚀掩模的抗蚀剂图案具有较高的纵横比(抗蚀剂膜厚度与图案宽度的比例)。通常，随着抗蚀剂图案的纵横比变得更高，图案轮廓更可能劣化。因而经由作为刻蚀掩模的抗蚀剂图案将图案传递到光屏蔽膜的精度降低。在极端的情况下，抗蚀剂图案部分塌陷或剥离，导致图案丢失(dropout)。与光掩模图案的缩小联合，有必要使在光屏蔽膜的图案化期间用作刻蚀掩模的抗蚀剂膜变薄以防止纵横比变得太高。通常推荐最高至3的纵横比。为了形成具有70nm的图案宽度的抗蚀剂图案，例如最高至210nm的抗蚀剂膜厚度是优选的。

引文列表

专利文件1：JP-A 2003-195479

专利文件2：JP-A 2003-195483

专利文件3：JP-U 3093632

专利文件4：JP-A 2012-108533

发明内容

关于待通过作为刻蚀掩模的光刻胶图案进行图案化的光屏蔽膜，提出了数种形成膜的材料。通常用于形成铬金属膜和铬基化合物膜的铬基材料用作通常的光屏蔽膜材料。例如，专利文件1－3公开了具有由铬基化合物形成的光屏蔽膜的光掩模坯料，该光屏蔽膜具有作为用于ArF准分子激光器光刻法中的光掩模所必要的光屏蔽性质。

铬基化合物的光屏蔽膜通常由含氧的氯基干法刻蚀来进行图案化。采用这种干法刻蚀，经常将有机膜如光刻胶膜蚀刻到不可忽略的程度。因此，如果通过作为掩模的相对薄的抗蚀剂膜刻蚀铬基化合物的光屏蔽膜，那么在刻蚀期间可损坏抗蚀剂膜。因而改变了抗蚀剂图案的轮廓，从而不能将原始的抗蚀剂图案精确传递到光屏蔽膜。

由于光刻胶膜是有机膜，所以调节光刻胶膜以便满足高分辨率/图案化精度和耐刻蚀性两者的尝试遇到了高的技术壁垒。光刻胶膜必须变薄以获得高分辨率和图案化精度，然而光刻胶膜的变薄必须得到限制，以便在光屏蔽膜的刻蚀期间保持耐刻蚀性。高分辨率/图案化精度与耐刻蚀性之间存在折衷关系。为了形成具有较高精度的光掩模图案，同时减少能够使抗蚀剂膜变薄的光刻胶的任何负担，即使当光刻胶是薄膜时，能够以高分辨率和图案化精度刻蚀待进行图案化的光屏蔽膜也是必要的。

本发明的目的是提供一种包含含铬膜的光掩模坯料，可通过薄抗蚀剂膜的图案以高精度将其加工成精细的光掩模图案。

为了将在光掩模中用作光屏蔽膜的含铬膜精确地加工成较精细的图案，有必要加快含铬膜的刻蚀速率同时相对于曝光光保持其作为光屏蔽膜所必要的光密度。通常，可以通过向铬(Cr)添加轻元素例如氧(O)和氮(N)来改进相对于单位光密度的刻蚀速率(即刻蚀对应于光密度1的厚度所需的时间)。然而，轻元素的添加不应超过一定限制。还已知向铬添加碳(C)。现有技术(专利文件4)认为，碳的添加减慢了含铬膜的刻蚀速率。事实上，只向铬添加碳不能加快刻蚀速率。

本发明人发现，与无碳的铬化合物相比，含有氧(O)和/或氮(N)并且还含有碳(C)的CrC化合物在相对于单位光密度的刻蚀速率和相对于单位膜厚度的刻蚀速率方面得到增加，其中氧(O)和/或氮(N)处于等于或高于预定水平的浓度，优选为满足下式(1)的关系的组成：

2Cr≤2O+3N         (1)

(其中Cr是铬含量(原子％)，O是氧含量(原子％)，并且N是氮含量(原子％))，碳(C)处于等于或高于预定水平的量。这样的CrC化合物膜的高干法刻蚀速率允许光刻胶膜较薄。因此，即使光刻胶膜的厚度减少，也可以以高分辨率和高图案化精度刻蚀含铬膜。即使待形成的光掩模图案与在使用具有最高至250nm波长的曝光光形成抗蚀剂图案(具有最高至0.1μm的线宽)的光刻法中的一样精细，仍获得了具有能够以高精度形成光掩模图案的含铬膜的光掩模坯料。本发明基于这样的发现。

因此，本发明提供了一种光掩模坯料，由其制备包含透明衬底和在透明衬底上形成的光掩模图案的光掩模，该光掩模用于使用具有最高至250nm波长的曝光光形成具有最高至0.1μm的宽度的线的抗蚀剂图案的光刻法。

该光掩模坯料包含透明衬底和直接或通过至少一种额外膜沉积在该衬底上的含铬膜，所述含铬膜包含一个或多个层，至少一个层为CrC化合物层，其包含最高至50原子％铬、至少25原子％氧和/或氮之和、和至少5原子％碳。

在一个优选的实施方案中，CrC化合物层满足以下式(1)的关系：

2Cr≤2O+3N         (1)

其中Cr是铬含量(原子％)，O是氧含量(原子％)，并且N是氮含量(原子％)。

在一个优选的实施方案中，CrC化合物层具有至少5,000欧姆每平方的薄层电阻。

在一个优选的实施方案中，CrC化合物层的总厚度占含铬膜的总厚度的至少60％。

在一个优选的实施方案中，CrC化合物层是光屏蔽膜。在一个更优选的实施方案中，通过一种或多种额外膜在衬底上形成含铬膜，至少一种额外膜是光学膜。通常，光学膜是相移膜。进一步优选地，含铬膜相对于曝光光具有1.4－2.5的光密度。进一步优选地，光屏蔽膜和相移膜两者合计具有至少2.0的光密度。

在另一个优选的实施方案中，含铬膜是刻蚀掩膜膜或刻蚀截止膜。

本发明的有益效果

本发明的光掩模坯料包含含铬膜，当使用光刻胶膜作为刻蚀掩模将该光掩模坯料刻蚀成掩模图案时，其具有足以减少在图案形成期间施加到光刻胶膜的负载的高干法刻蚀速率。因而光刻胶膜可为薄膜。由本发明的光掩模坯料，可以以高精度形成精细的光掩模图案。

附图说明

唯一的图即图1是显示每单位OD的刻蚀速率相对值对碳含量的图表。

具体实施方式

由本发明的光掩模坯料，制备包含透明衬底、在透明衬底上形成的光掩模图案的光掩模。光掩模在透明衬底上提供有光掩模图案，该光掩模图案包括相对于曝光光的透明区域和基本上不透明的区域。光掩模用于使用曝光光形成具有最高至0.1μm宽度的线的抗蚀剂图案的光刻法，该曝光光具有最高至250nm、优选最高至200nm的波长(例如ArF准分子激光(193nm)或F₂激光(157nm)。

将光掩模坯料定义为包含透明衬底和直接或通过至少一种额外膜沉积在该衬底上的含铬膜。透明衬底为透光的衬底，其可选自石英衬底，例如合成石英和氟化钙衬底。含铬膜由一个或多个层构成。构成含铬膜的至少一个层是CrC化合物层，其包含铬(Cr)、氧(O)和/或氮(N)、和碳(C)，其中铬的含量为最高至50原子％、优选45原子％，氧和氮的总含量为至少25原子％、优选至少30原子％，并且碳的含量为至少5原子％，优选至少10原子％。

优选地，CrC化合物层满足下式(1)的关系：

2Cr≤2O+3N          (1)

其中Cr是铬含量(原子％)，O是氧含量(原子％)，并且N是氮含量(原子％)。

包括至少一个CrC化合物层的含铬膜具有足以缩短刻蚀时间的改进的刻蚀速率。在CrC化合物层中，铬含量优选为至少15原子％，更优选为至少20原子％。氧和氮的总含量优选为最高至75原子％，更优选为70原子％。氧含量优选为至少0.1原子％，特别是至少3原子％和最高至65原子％，特别是最高至60原子％。氮含量优选为至少15原子％，特别是至少30原子％和最高至65原子％，特别是最高至60原子％。碳含量优选为最高至45原子％，更优选最高至40原子％。CrC化合物层的示例是CrCO层、CrCN层、和CrCON层。

CrC化合物层适合作为光学膜例如光屏蔽膜或减反射膜，或功能膜例如刻蚀掩模膜、刻蚀截止膜或导电膜。

CrC化合物层具有至少5,000欧姆每平方(Ω/□)的薄层电阻(表面电阻率)，并且从刻蚀速率的角度来看，更优选至少10,000Ω/□。膜的薄层电阻与膜的厚度、密度、Cr含量、和其它因素相关。虽然CrC化合物层可以是导电或绝缘的，但是该范围内的薄层电阻确保了令人满意的刻蚀速率。

含铬膜由一个或多个层构成。构成含铬膜的至少一个层是CrC化合物层就足够了。当含铬膜由单一层构成时，含铬膜在其整体上是CrC化合物层。当含铬膜由两个或更多个层构成时，它可为具有不同含量的成分元素的CrC化合物层的组合。

为了获得高的刻蚀速率，优选的是含铬膜由一个或多个CrC化合物层构成。为了调整光学性质例如反射率和透射率以及膜性质例如膜应力、耐化学性和导电性，含铬膜可为CrC化合物层和具有不同于CrC化合物层的组成(即在CrC化合物层的范围以外的组成)的Cr化合物层的组合。优选地，CrC化合物层的厚度(一个CrC化合物层的厚度或者两个或更多个CrC化合物层的总厚度)占整个含铬膜的厚度(即(一个或多个)CrC化合物层和(一个或多个)Cr化合物层的总厚度)的至少60％、更优选至少80％。只要CrC化合物层的厚度占整个含铬膜的厚度的至少60％，整个含铬膜的刻蚀时间就得到充分缩短，即本发明的益处是充分可用的。

由于Cr化合物层具有不用于CrC化合物层的组成，就刻蚀性质而言优选含有N、O和C中的至少一种和铬的层，例如CrO、CrN、CrC和CrON层。尽管应选择具有在CrC化合物层的组成之外的成分元素含量的那些层，但是还包括CrCO、CrCN、和CrCON层。显著地，具有不同于CrC化合物层的组成的Cr化合物层通常具有大于50原子％、优选至少60原子％的铬含量。在具有不同于CrC化合物层的组成的Cr化合物层当中，具有比CrC化合物层高的铬含量(特别是至少60原子％)的Cr化合物层特别适合作为导电膜。具有比CrC化合物层高的铬含量的Cr化合物层对于耐化学性改进也是有效的。

在其中含铬膜由两个层或更多个层构成的实施方案中，可将不同的功能分配到每个层。在该实施方案中包括的是，由两种物质的层构成的两层结构、由两种物质的层构成的三层结构、由三种物质的层构成的三层结构、由两种物质的四个或更多个层构成的交替层结构等。构成含铬膜的层的组合可为选自光屏蔽膜、减反射膜、和导电膜的至少两种的组合，特别是光屏蔽膜和导电膜的两层结构、光屏蔽膜和减反射膜的两层结构、或前减反射膜、光屏蔽膜和背减反射膜的三层结构。其中离透明衬底最远布置的层是导电层的多层结构的含铬膜对于含铬膜上光刻胶膜的EB写入是有利的。

对于包含CrC化合物层的含铬膜的刻蚀，施加干法刻蚀，优选使用含氯气体(例如氯气)或含氯气体和含氧气体(例如氧气)的混合物的氯基干法刻蚀。在CrC化合物层或包含CrC化合物层的整个含铬膜用作刻蚀掩模膜或刻蚀截止膜时，待利用这样的功能进行加工的主体部件可选自待通过使用含氟气体例如SF₆、CF₄或CF₃H的氟基干法刻蚀进行刻蚀的膜和透明衬底(典型地为石英衬底)。待通过氟基干法刻蚀进行刻蚀的膜的实例包括硅膜，含有硅和过渡金属例如钼(Mo)、锆(Zr)、钽(Ta)或钨(W)的膜，含有氧、氮和碳中的至少一种和硅的膜，和含有硅、过渡金属例如钼、锆、钽或钨、以及氧、氮和碳中的至少一种的膜。

含膜铬可以直接(即与衬底相邻)或通过至少一种额外膜沉积在透明衬底上。至少一种额外膜还可在含铬膜之上形成。典型的额外膜是光学膜，包括提供约180°相移的相移膜(例如具有1－50％的透射率的半色调相移膜、和具有大于50％的透射率的高透射率相移膜)、光屏蔽膜、和减反射膜，以及功能膜，包括刻蚀掩模膜、刻蚀截止膜和导电膜。最通常地，施加与含铬膜不同物质的光学膜或功能膜。

当使用具有与CrC化合物层、特别是包含CrC化合物层的整个含铬膜相同的刻蚀性质的额外膜时，存在优势：可以同时刻蚀它们。当使用具有与CrC化合物层、特别是包含CrC化合物层的整个含铬膜不同的刻蚀性质的额外膜(例如适用于氟基干法刻蚀的膜)时，一种膜可用作用于另一种膜的刻蚀掩模膜或刻蚀截止膜。

在透明衬底上直接形成的含铬膜的实例包括其中施加含铬膜作为光屏蔽膜或减反射膜的实例，其中施加含铬膜作为用于透明衬底的刻蚀掩模膜的实例，和其中施加含铬膜作为用于在含铬膜上沉积的另一种膜的刻蚀截止膜的实例。

通过至少一种额外膜在透明衬底上形成的含铬膜的实例包括其中施加含铬膜作为光屏蔽膜或减反射膜的实例，其中施加含铬膜作为用于透明衬底或透明衬底上的额外膜的刻蚀掩模膜的实例，其中施加含铬膜作为用于在含铬膜上沉积的另一种膜的刻蚀截止膜的实例，和其中施加含铬膜作为用于透明衬底上的额外膜的导电膜的实例。

在本发明的光掩模坯料中，优选施加CrC化合物层或包含CrC化合物层的整个含铬膜作为光屏蔽膜。在该优选的实施方案中，包含CrC化合物层的含铬膜可通过至少一种额外膜在透明衬底上形成，并且更优选地，至少一种额外膜是光学膜，特别是相移膜，具体是半色调相移膜。在这个实施方案中，减反射膜可在邻近透明衬底布置的CrC化合物层(充当光屏蔽膜)的一侧上和/或远离透明衬底布置的CrC化合物层的一侧上形成。这种减反射膜可作为额外膜形成或并入作为含铬膜(其中它由两个或更多个层构成)中的一个层。在后一种情况下，该减反射膜可以是CrC化合物层或具有不同于CrC化合物层的组成的Cr化合物层。

在其中CrC化合物层是光屏蔽膜并且通过相移膜形成含铬膜的实施方案中，含铬膜相对于曝光光应优选具有至少1.4、特别是至少1.8、和最高至2.5、特别是最高至2.0的光密度(OD)。更优选地，光屏蔽膜和相移膜两者合计具有至少2.0、甚至更优选至少2.3、和最优选至少2.5的总光密度。光屏蔽膜和相移膜的总光密度优选具有最高至4.0、更优选最高至3.5的上限，因为不必要地高的OD表明膜厚度的增加。

CrC化合物层还可适合作为刻蚀掩模膜或刻蚀截止膜。在具有以所描述的顺序沉积在透明衬底上的相移膜、刻蚀截止膜、光屏蔽膜和刻蚀掩模膜的示例性光掩模坯料中，CrC化合物层或包含CrC化合物层的整个含铬膜适合作为刻蚀掩模膜和/或刻蚀截止膜。

在这个实施方案中，相移膜和光屏蔽膜优选为具有与CrC化合物层或包含CrC化合物层的整个含铬膜不同的刻蚀性质的膜，例如可通过使用含氟气体例如SF₆、CF₄或CF₃H的氟基干法刻蚀进行刻蚀的膜。经受氟基干法刻蚀的膜的实例包括硅膜、含有硅和过渡金属例如钼(Mo)、锆(Zr)、钽(Ta)或钨(W)的膜，含有氧、氮和碳中的至少一种和硅的膜，和含有硅、过渡金属例如钼、锆、钽或钨、以及氧、氮和碳中的至少一种的膜。

在其中以所描述的顺序在透明衬底上形成相移膜和光屏蔽膜的光掩模坯料中，优选施加CrC化合物层或包含CrC化合物层的整个含铬膜作为光屏蔽膜。在这个实施方案中，相移膜优选为具有与CrC化合物层或包含CrC化合物层的整个含铬膜不同的刻蚀性质的膜，例如可通过氟基干法刻蚀进行刻蚀的膜。经受氟基干法刻蚀的膜的实例如上所述。

在其中以所描述的顺序在透明衬底上形成光屏蔽膜和刻蚀掩模膜(硬掩模膜)的光掩模坯料中，优选施加CrC化合物层或包含CrC化合物层的整个含铬膜作为刻蚀掩模膜(硬掩模膜)。在这个实施方案中，光屏蔽膜优选为具有与CrC化合物层或包含CrC化合物层的整个含铬膜不同的刻蚀性质的膜，例如可通过氟基干法刻蚀进行刻蚀的膜。经受氟基干法刻蚀的膜的实例如上所述。

为了确保高的图案化精度，较薄的膜是优选的。在其中CrC化合物层是光屏蔽膜的实施方案中，整个含铬膜的厚度(即CrC化合物层和Cr化合物层的总厚度)优选为最高至150nm，更优选为最高至80nm，并且甚至更优选为最高至60nm。膜厚度的下限通常为至少20nm。

在其中CrC化合物层是刻蚀掩模膜或刻蚀截止膜的另一实施方案中，它可具有充当刻蚀掩模膜或刻蚀截止膜所必要的厚度，具体是至少1nm，更具体是至少2nm和最高至50nm。特别是在刻蚀掩模膜的情况下，由于较薄的膜允许减少对于刻蚀掩模膜本身的刻蚀所必要的光刻胶膜厚度，该厚度优选为最高至30nm，更优选为最高至20nm，并且甚至更优选为最高至10nm。

在其中含铬膜导电的实施方案中，优选CrC化合物层和Cr化合物层的组合使用。在这个实施方案中，可施加包含CrC化合物层的整个含铬膜作为导电膜。当用作导电膜时，包含CrC化合物层的整个含铬膜应优选具有最高至10,000Ω/□的薄层电阻(表面电阻率)。含铬膜可具有足够的厚度，以提供作为导电膜所必要的薄层电阻，并且具体地Cr化合物层优选具有至少1nm、特别是至少2nm和最高至20nm、特别是最高至10nm的厚度。

优选通过溅射、特别是反应溅射来沉积含铬膜(具体地CrC化合物层和Cr化合物层)。溅射沉积条件可取决于特定的层组成和多层结构而适当地进行设置。例如，靶可为铬靶，并且溅射气体可为反应性气体，其选自含氧气体例如NO和O₂，含氮气体例如NO、NO₂和N₂，烃类气体例如CH₄，和含碳气体例如CO₂或CO，或该反应性气体和惰性气体例如Ar、Ne或Kr的混合物，这取决于含铬膜的每个层的组成。溅射气体供应可以以各种方式实现，例如通过向室中分别供应溅射气体、供应一些溅射气体和剩余的溅射气体的混合物、或供应所有溅射气体的混合物。

从沉积期间衬底平面的均匀性和可控性的角度来看，优选使用CO₂和CO气体作为碳和氧源气体。还优选烃类气体例如CH₄，因为可引入碳，同时使透射率的任何增加最小化。

当由本发明的光掩模坯料制备光掩模时，在包括于光掩模坯料中的膜上形成光刻胶膜(典型地为化学放大的光刻胶膜)。在这种上下文中，光掩模坯料可采取具有在膜上先前形成的光刻胶膜的形式。光刻胶膜优选为化学放大的光刻胶膜，其具有高灵敏度并且适用于形成精细图案。由于光掩模坯料是有利的，这是因为可以使用较薄的光刻胶膜以高精度对CrC化合物层或包含CrC化合物层的整个含铬膜进行图案化，所以光刻胶膜的厚度可具体地为最高至250nm，更具体地为最高至150nm，并且甚至更具体地为最高至100nm。光刻胶膜厚度的下限通常为至少60nm。

在光掩模制备过程中，在光刻胶膜形成之前，出于防止光刻胶膜的精细图案剥离或塌陷的目的，要在其上形成光刻胶膜的该光掩模坯料的表面可经受用于降低表面能的预处理。这种表面处理优选通过用有机硅油基表面处理剂处理该接收光刻胶膜的表面来进行，该表面处理剂通常为半导体制造工艺中用于使表面烷基硅烷化(alkylsilylating)而常用的六甲基二硅氮烷(HMDS)。更具体地，该接收光刻胶膜的表面可暴露于表面处理剂的蒸气，或将该表面处理剂直接施加至该接收光刻胶膜的表面。

当由本发明的光掩模坯料制备光掩模时，可以通过任何公知的工序进行图案化。例如现在参考一种光掩模坯料，其中包含CrC化合物层的含铬膜在透明衬底上直接形成并充当光屏蔽膜。首先，将光刻胶材料涂覆到衬底上的含铬膜上以形成光刻胶膜。随后将光刻胶膜图案化为抗蚀剂图案。采用制作了所得的抗蚀剂图案的刻蚀掩模，通过用含氧的氯基干法刻蚀对含铬膜进行图案化。最后，移除剩余的光刻胶膜，从而产生光掩模。

实施例

下面给出实施例用于进一步说明本发明，但是本发明不限于此。

实施例1－3和对比例1－4

在152mm见方和6mm厚的石英衬底上，形成在波长193nm处具有6％的透射率的MoSiON的半色调相移膜至80nm的厚度。在该半色调相移膜上，通过使用Ar气体和选自如表1所示的O₂气体、N₂气体和CH₄气体的反应性气体作为溅射气体的溅射工艺来沉积铬基光屏蔽膜。沉积铬基光屏蔽膜至这样的厚度，使得它在波长处具有1.85的光密度(OD)。确定铬基光屏蔽膜的组成、A值、厚度、和薄层电阻。通过X-射线光电子能谱(XPS)分析该组成。A值由等式(2)给出：

A＝2O+3N-2Cr       (2)

其中，O是氧含量(原子％)，N是氮含量(原子％)，并且Cr是铬含量(原子％)。通过恒电流四探针法测量薄层电阻。结果如表1所示。

表1

测量铬基光屏蔽膜通过含氧的氯基干法刻蚀的刻蚀干净时间(etching clear time)。由用于受控地沉积铬基光屏蔽膜至1.85的OD的刻蚀干净时间的倒数计算在波长193nm(ArF准分子激光)处每单位OD的刻蚀速率。当将对比例1中CrN膜的每单位OD的刻蚀速率(铬+氮)归一化为1时，计算其它铬基光屏蔽膜的每单位OD的刻蚀速率相对值。在图1的图表中将这些值对碳含量绘图。

对于未能满足下式(1)的关系(即具有负的A值)的那些膜样品：

2Cr≤2O+3N         (1)

其中Cr是铬含量(原子％)，O是氧含量(原子％)，并且N是氮含量(原子％)，如从对比例1和2看到的，即使当碳含量增加时，刻蚀速率相对值仍没有得到明显改进。

这与满足下式(1)的关系(即具有零或正的A值)的那些膜样品形成对比。对于CrNC膜(铬+氮，碳)，如从实施例1和2以及对比例3看到的，通过增加碳含量，刻蚀速率相对值得到明显改进。对于CrONC膜(铬+氧，氮，碳)，如从实施例3和对比例4看到的，刻蚀速率相对值比CrNC膜得到进一步改进。

对于具有约1的刻蚀速率相对值的对比例1和2，薄层电阻小于100Ω/□，并且对于具有小于1.6的刻蚀速率相对值的对比例4，薄层电阻为1.76kΩ/□。对于具有至少1.6的刻蚀速率相对值的那些样品，不论碳含量，实施例1具有12.4kΩ/□的薄层电阻，实施例2具有13.1MΩ/□的薄层电阻，并且对比例4和实施例3具有至少99.9MΩ/□的高薄层电阻。这表明，通过设置薄层电阻为5,000Ω/□或更大，具有至少1.6的刻蚀速率相对值的膜是可获得的。

由于刻蚀速率相对值较高，干法刻蚀时间变得较短。因此，减少了在干法刻蚀期间用作刻蚀掩模的抗蚀剂图案经历的膜厚度损失。这允许降低抗蚀剂膜的厚度。只要刻蚀速率相对值通过添加碳得到改进，就可降低抗蚀剂膜的厚度，使以高分辨率和高精度进行图案化的光刻法成为可能。

虽然参考一个优选的实施方案描述了本发明，但是可作出各种改变而不脱离本发明的范围。其意图是，本发明不限于作为实施本发明所考虑的最佳模式而公开的特定实施方案，而且本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方案。

Claims (10)

1.一种光掩模坯料，由其制备包含透明衬底和在透明衬底上形成的光掩模图案的光掩模，该光掩模用于使用具有最高至250nm波长的曝光光形成具有最高至0.1μm宽度的线的抗蚀剂图案的光刻法，

所述光掩模坯料包含透明衬底和直接或通过至少一种额外膜沉积在该衬底上的含铬膜，所述含铬膜包含一个或多个层，至少一个层为CrC化合物层，其包含最高至50原子％铬、至少25原子％氧和/或氮之和、和至少5原子％碳。

2.权利要求1的光掩模坯料，其中CrC化合物层满足下式(1)的关系：

2Cr≤2O+3N    (1)

其中Cr是铬含量(原子％)，O是氧含量(原子％)，并且N是氮含量(原子％)。

3.权利要求1的光掩模坯料，其中CrC化合物层具有至少5,000欧姆每平方的薄层电阻。

4.权利要求1的光掩模坯料，其中CrC化合物层的总厚度占含铬膜的总厚度的至少60％。

5.权利要求1的光掩模坯料，其中CrC化合物层是光屏蔽膜。

6.权利要求5的光掩模坯料，其中通过一种或多种额外膜在衬底上形成含铬膜，至少一种额外膜为光学膜。

7.权利要求6的光掩模坯料，其中光学膜是相移膜。

8.权利要求7的光掩模坯料，其中含铬膜相对于曝光光具有1.4－2.5的光密度。

9.权利要求8的光掩模坯料，其中光屏蔽膜和相移膜两者合计具有至少2.0的光密度。

10.权利要求1的光掩模坯料，其中含铬膜是刻蚀掩模膜或刻蚀截止膜。